ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер p211.5: Интерференция света. Кольца Ньютона. Томас Юнг

План решения:

Чтобы ответить на вопрос задачи, необходимо проанализировать связь между показателем преломления среды, скоростью распространения света и его частотой. Ключевым моментом является понимание того, какой параметр волны определяет цвет и возможность восприятия света глазом.

Вычисление и физическое обоснование:

Показатель преломления n определяется как отношение скорости света в вакууме (или воздухе) c к скорости света в данной среде v: n=c/v

Связь между скоростью волны v, её длиной λ и частотой ν выражается формулой: v=λν

При переходе световой волны из одной среды в другую (например, из воздуха в воду) частота колебаний ν не изменяется . Частота определяется источником света и остаётся постоянной при прохождении через различные прозрачные среды. Поскольку скорость света в воде уменьшается (v=c/n), а частота ν сохраняется, то длина волны в воде λ_вода также уменьшается во столько же раз:

λ_вода =v/ν=c/n/ν=λ_воздух/n

Таким образом, утверждение о том, что длина волны меньше в n раз, верно. Однако видимость предметов зависит от способности глаза воспринимать электромагнитные волны определённого диапазона частот (видимый спектр). Так как частота ν не меняется, свет остаётся видимым для человеческого глаза. Ныряльщик видит предметы именно потому, что рецепторы сетчатки реагируют на частоту (энергию фотона E=hν), которая не изменилась при переходе в воду. Изменение длины волны влияет на явления дифракции и интерференции, но не делает свет невидимым.

Проверка и вывод:

Если бы изменение длины волны приводило к исчезновению видимости, то любой прозрачный материал с n>1 был бы непрозрачным для глаз, что противоречит опыту (мы видим через стекло, воду, пластик). Следовательно, уменьшение длины волны само по себе не препятствует зрению. Ответ на поставленный вопрос отрицательный.